電流探頭是示波器測量電流的*配件,目前示波器上的電流探頭基本分成兩類:即AC電流探頭和AC/DC電流探頭,AC電流探頭常見的是無源探頭,成本低,但不能處理直流分量;AC/DC電流探頭通常是有源探頭,分為低頻探頭和高頻探頭,低頻探頭常見的帶寬在幾百KHz以下,高頻探頭帶寬一般在幾MHz以上。
AC電流探頭有無源的,也有有源的。
AC無源AC探頭頭部實(shí)際上是一個(gè)線圈,這個(gè)線圈纏在磁芯上。當(dāng)這個(gè)探頭頭部保持在方向及接近承載AC電流的導(dǎo)線時(shí),探頭會(huì)輸出一個(gè)線性電壓,這一電壓與導(dǎo)線中電壓的比例是已知的。這種與電流有關(guān)的電壓可以在示波器上顯示為電流刻度的波形。
無源AC探頭的缺點(diǎn)是不能測量直流型號,且低頻截止點(diǎn)通常在100Hz以上,優(yōu)點(diǎn)是成本低。無源AC探頭根據(jù)嵌頭結(jié)構(gòu)可分為分芯和實(shí)芯的兩種。分芯的嵌口可手動(dòng)張開和關(guān)閉,優(yōu)點(diǎn)是探頭能夠方便地卡到測量電流的導(dǎo)線上,在測量完成時(shí),鉗口可以打開,探頭可以移到其它導(dǎo)線上;缺點(diǎn)是高頻響應(yīng)速度比較慢。實(shí)芯AC無源探頭的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度比較快,高頻帶寬達(dá)到ns級別,甚至更高;缺點(diǎn)是被測電流一般比較小,通常在100A以下,測量時(shí)必須斷開被測導(dǎo)線,把導(dǎo)線穿過轉(zhuǎn)換器,然后重新把導(dǎo)線連接到電路上,才能進(jìn)行測量。
有源的AC探頭根據(jù)鉗口常見形式分為兩種:一種是普通的嵌式結(jié)構(gòu),另一種是柔性結(jié)構(gòu)。普通的嵌式結(jié)構(gòu)電流探頭一般都使用強(qiáng)磁性材料制作的鐵心,這種流過很大的一次電流,鐵心很容易產(chǎn)生磁飽和,因此使得無法進(jìn)行準(zhǔn)確的測量;而柔性探頭使用的是空芯型交流電流傳感器,因此在大電流的情況下也不飽和,所以柔性探頭一般用來測量大電流,而且只能測交流。
在任何情況下,AC電流探頭還有一個(gè)低頻截止點(diǎn),這包括直流(DC),因?yàn)橹绷鞑粫?huì)引起變化的磁通量場,因此不會(huì)引起轉(zhuǎn)換動(dòng)作。另外在非常接近DC的頻率上,如0.01Hz,磁通量場變化速度不足以能夠?qū)崿F(xiàn)變換動(dòng)作。但是,可以在探頭帶寬范圍內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換動(dòng)作,進(jìn)行衡量的輸出。另外,根據(jù)探頭線圈的設(shè)計(jì),帶寬的低頻可能會(huì)低達(dá)到0.5Hz或1.2kHz。